[發(fā)明專利]一種天線及植入式醫(yī)療裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010191466.X
• 申請日: 2020-03-18
• 公開（公告）號: CN111262009A
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 丁皓;劉威
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州無雙醫(yī)療設(shè)備有限公司
• 主分類號: H01Q1/27
• 分類號: H01Q1/27;H01Q1/36;H01Q1/50;H01Q9/42;A61N1/05;A61N1/39
• 代理公司: 上海光華專利事務(wù)所(普通合伙) 31219
• 代理人: 石之杰

本發(fā)明公開了一種天線及一種借助天線進行無線通信的植入醫(yī)療裝置，所述醫(yī)療設(shè)備包含:設(shè)備外殼、混合電路、天線以及饋通組件，所述天線設(shè)計為立體三維的形狀，程度增加了天線的輻射口徑，減小了天線的二維面積，通過耦合將導(dǎo)電殼體變?yōu)椴糠州椛洳考岣吡四芰總鬏斝屎蛿?shù)據(jù)的傳輸距離。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種天線，該天線能夠被封裝于植入式醫(yī)療裝置，通過饋通組件與植入式醫(yī)療裝置的混合電路連接，實現(xiàn)植入式醫(yī)療裝置和體外遠程設(shè)備的遠場通信，適用于醫(yī)療器械和臨床領(lǐng)域。

背景技術(shù)

植入式醫(yī)療設(shè)備(植入體)普遍存在提供診斷或治療能力。植入式心臟除顫器(ICD)、植入式心臟監(jiān)視器(ICM)、植入式心臟起搏器(CardiacPacemaker)、無導(dǎo)線植入心臟起搏器、皮下式植入心臟除顫器(SICD)以及各種組織、器官和神經(jīng)刺激器或傳感器等三類有源植入產(chǎn)品，一般需要醫(yī)生或?qū)I(yè)人員用體外程控儀與植入體刺激器之間實現(xiàn)無線通訊，完成數(shù)據(jù)傳輸，植入體軟件升級，緊急停止等可能的功能。本發(fā)明目的是解決無線通訊的效率和通訊質(zhì)量，提高無線傳輸效率，避免出現(xiàn)通訊不暢或失敗。

傳統(tǒng)的通訊方式通過電感近場耦合的方式，在幾厘米的距離下進行無線通訊，這種方式的缺點是：通訊距離太近，使用方式受限且數(shù)據(jù)率較低，數(shù)據(jù)率一般在數(shù)千或數(shù)十千比特。

隨著技術(shù)的進步，植入體電路與體外程控儀和其他遙控設(shè)備的遠程通訊變得可能，并且越來越普遍的應(yīng)用在設(shè)備控制，數(shù)據(jù)傳輸，和實時監(jiān)控等方面，植入體與體外設(shè)備能夠在數(shù)米的距離下進行通訊。作為通訊的硬件基礎(chǔ)之一，植入式天線被放置在殼體外的連接頭內(nèi)，這樣可以保證天線輻射的能量不被金屬殼體吸收，并最大限度地被傳導(dǎo)出去。

隨著電路和結(jié)構(gòu)愈發(fā)的集成化和小型化，天線的物理空間受到限制。一般來說，通訊距離與天線的輻射效率/增益，發(fā)射端天線的發(fā)射功率，接收端天線的靈敏度有關(guān)。天線的效率/增益與天線的大小存在正相關(guān)。為了最大程度的增加天線效率，增加最大傳輸距離，設(shè)計人員提出了各種方案。例如，修改通訊頻率和解碼方式，使得在相同硬件條件下系統(tǒng)對信號有更好的敏感度；或者嘗試設(shè)計方向性更好的天線，以期待在某一方向上達到較好的效率；或者增加匹配網(wǎng)絡(luò)以達到更小的回波損耗和更好的輻射效率，在特定頻率下可以實現(xiàn)更遠的傳輸距離。這些方法通常是不可取的，因為他們要么在實際情況中偏離了植入體在法規(guī)中所允許的通訊頻段，要么在手術(shù)過程中需要額外的要求，要么在變化的環(huán)境中很難保持通訊的穩(wěn)定性，并且增加所需要使用的器件。

一般來說，為了達到較理想的天線效率，天線的總長需要至少四分之一至二分之一個波長。天線長度的減小會降低天線的輻射阻抗，從而使天線和源端的匹配以及和空氣阻抗的耦合變得更加困難，從而顯著降低天線效率。本示例提出了一種增加天線有效輻射效率的方案，該天線通過在三維空間多次彎折并和殼體進行耦合，以獲得更好的輻射能力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明公開了一種天線，該天線包括四個部分，第一部分為由U形段和圓弧段間隔而構(gòu)成的彎折段，相鄰兩個U形段的U形口方向相反，任意兩個相鄰U形段所在平面相互垂直，所有圓弧段所在平面相互平行，所述U形段位于兩個平面，其中圓弧段所在平面和所述U形段所在的兩平面都垂直；第二部分為一個L型段(EF)，所述L形段的兩邊長度不同且相互垂直，其中L型段的短邊與第一部分的圓弧段連接，所述L形段所在平面與所述第一部分中圓弧段所在平面垂直；第三部分為一個圓弧段，將所述第二部分L形段的長邊與第四部分連接，其中第三部分彎折段所在的平面與第一部分彎折段所在的平面垂直；第四部分為處于同一平面的一個彎折段，所述第四部分彎折段所在平面與第三部分彎折段所在平面垂直。

所述天線為MICS的微波通訊，工作頻率為MICS 402MHz到405MHz。

所述天線為單極天線，無對偶結(jié)構(gòu)，為單饋點結(jié)構(gòu)。